N溝道MOSFET為無刷直流風(fēng)扇提供電流

描述

介紹

如果您還沒有閱讀我們的 Arduino Uno Rev3入門指南，請先閱讀。否則，請繼續(xù)閱讀。在本教程中，我們將連接一個 N 溝道 MOSFET 來為無刷直流風(fēng)扇提供電流。風(fēng)扇在 +5V 時需要 200mA，這超過了 Arduino Uno Rev3 (Uno) 引腳可以提供的最大電流。如果您查閱 ATmega328 的數(shù)據(jù)表，每個引腳的最大電流為 40mA。超過最大電流限制可能會損壞微控制器，因此請確保在將任何設(shè)備連接到 Uno 引腳之前確定負(fù)載電流。

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N 溝道 MOSFET

MOSFET 可用于放大或切換信號——在本例中，我們將其用作開關(guān)。它由 3 個端子組成：柵極、源極和漏極（引腳如下）。N 溝道 MOSFET 是一種電壓控制器件。N 溝道 MOSFET 有兩種類型：增強(qiáng)型和耗盡型。增強(qiáng)型 MOSFET 在柵源電壓為 0V 時通常處于關(guān)閉狀態(tài)，因此必須在柵上施加電壓以使電流流過漏源溝道。耗盡型MOSFET通常在柵源電壓為0V時導(dǎo)通，因此電流流過漏源溝道，直到在柵極施加正電壓。

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原理圖符號

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2N7000 N 溝道 MOSFET 是增強(qiáng)型的，因此我們必須將 Arduino 輸出引腳設(shè)置為高電平，以便為直流風(fēng)扇供電。MOSFET 可以提供的最大電流會有所不同，但我使用的可以提供 200mA。一些 MOSFET 可以提供高達(dá) 30-50A 的電流，因此，尺寸增加以能夠處理該電流量。

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使用 Uno 的輸出控制柵極電壓

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注意：您需要在 Uno 輸出引腳和 MOSFET 柵極之間添加一個串聯(lián)電阻。這將限制流向柵極的電流，因為 Uno 最多只能提供 40mA 的電流，而柵極可能會嘗試?yán)龈嚯娏鳌?/font>我們建議使用 220Ω 電阻器將電流限制在 ~23mA。

接線

我使用的是面包板而不是 Modulus，因為幾乎每個人都有面包板。首先，讓我們將 N 溝道 MOSFET 放在面包板上——確保每條引線都有自己的節(jié)點。將源極引腳連接到 GND，將柵極連接到 Uno 引腳 2，將漏極連接到風(fēng)扇上的黑線。風(fēng)扇的紅線連接到面包板上的正極導(dǎo)軌。

如果您還沒有將 Uno 安裝到 FuelCan 的原型制作區(qū)域，請繼續(xù)執(zhí)行此操作。我將面包板放在底部的儲物箱中，以限制跳線的長度。我們需要為面包板上的電源和接地軌提供 +5V 和 GND。使用提供的香蕉插孔測試引線夾電纜以執(zhí)行此操作。您將需要兩個公頭針將測試引線夾安裝到面包板一側(cè)。將 USB 電纜的 A 型端插入 USB1 插座，將 B 型端插入 Uno 的插座。使用 AC-DC 電源適配器為 FuelCan 供電。

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電路原理圖

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軟件

一旦接線完成并且 FuelCan 通電，我們現(xiàn)在可以將草圖加載到 Uno 上。與以前的項目相比，它非常簡單。代碼所做的只是將 Uno 引腳 2 從低電平切換到高電平，中間有 5 秒的延遲。當(dāng)引腳為高電平時，風(fēng)扇打開，當(dāng)引腳為低電平時，風(fēng)扇關(guān)閉。